記録媒体用ガラス基板
【課題】本発明は、フラッタリング特性と表面平滑性に優れた記録媒体用ガラス基板を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の記録媒体用ガラス基板は、内層の表裏両面を表層で被覆したものであって、該内層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１０〜１６質量％であるガラス組成を有し、該表層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１〜９．９質量％であるガラス組成を有し、内層の特定アルカリ成分の合計量と表層の特定アルカリ成分の合計量との差が、０．１質量％以上であることを特徴とする。
【解決手段】本発明の記録媒体用ガラス基板は、内層の表裏両面を表層で被覆したものであって、該内層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１０〜１６質量％であるガラス組成を有し、該表層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１〜９．９質量％であるガラス組成を有し、内層の特定アルカリ成分の合計量と表層の特定アルカリ成分の合計量との差が、０．１質量％以上であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体用ガラス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の磁気記録媒体用の基板として、ガラス基板が用いられている（たとえば特許文献１および２）。昨今の記録容量の高密度化に伴い、このようなガラス基板は以前に比しより高速回転で用いられる状況が増加している。また、そのような記録容量の高密度化に伴い、ガラス基板に対する記録読取り用ヘッドの浮上量もより減少したものとなっている。さらに、そのようなヘッドとしては、ＤＦＨ（ダイナミックフライングハイト）機構を備えたものも普及している。
【０００３】
このため、磁気記録等の記録媒体用ガラス基板には、高速回転時のフラッタリング特性と表面平滑性とが高度に求められるようになってきている。このような状況下において、特開２００１−２６６３２９号公報（特許文献３）には、ガラス基板のダンピング率（減衰係数）を向上させることによりフラッタリング特性を改良することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５１８８１号公報
【特許文献２】特開２００２−１３７９３６号公報
【特許文献３】特開２００１−２６６３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、特許文献３はフラッタリング特性の改良を提案しているが、昨今の記録容量の高密度化の進展に伴い、フラッタリング特性のさらなる改良が求められているとともに、より高度な表面平滑性も求められている。
【０００６】
本発明は、このような状況下においてなされたものであり、その目的とするところは、フラッタリング特性と表面平滑性に優れた記録媒体用ガラス基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明でいうフラッタリング特性とは、ガラス基板の高速回転時の振幅量（面振れ）を意味し、下記式（Ｉ）のような関係式で規定される。
【０００８】
【数１】
【０００９】
式（Ｉ）中、Ｆはフラッタリング特性（単位：ｎｍ）であり、ａはガラス基板の外半径を示し、νはガラス基板のポアソン比を示し、Ｅはガラス基板のヤング率を示し、ξはガラス基板の減衰係数を示し、ｈはガラス基板の厚みを示し、λ4はモデル関数パラメータである。この場合、ガラス基板の外半径および厚みを一定にすれば、ポアソン比は化学組成による差があまりないため、フラッタリング特性Ｆは、最右辺により関係付けられる。
【００１０】
すなわち、フラッタリング特性は、上記のようにガラス基板の高速回転時の振幅量であることから、これを小さくすることが好ましく、したがってヤング率および減衰係数を大きくすることが有利であると考えられる。
【００１１】
一方、ガラス基板の表面平滑性を担保するためには、種々の要因を制御することが必要であるが、中でもガラス基板のＳｉ溶出量を制御することが有効であることが本発明者の研究により明らかとなってきた。これは、ガラス基板のＳｉ溶出量を絶妙の比率にコントロールすると、ガラス基板を研磨しやすくなり、ガラス基板の表面平滑性を高めることができるためであると推察される。
【００１２】
本発明者は、以上のような知見に基づき鋭意検討を重ねることにより、ついに本発明を完成させたものである。
【００１３】
すなわち、本発明の記録媒体用ガラス基板は、内層の表裏両面を表層で被覆したものであって、該内層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１０〜１６質量％であるガラス組成を有し、該表層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１〜９．９質量％であり、かつ内層の特定アルカリ成分の合計量と表層の特定アルカリ成分の合計量との差が、０．１質量％以上であるガラス組成を有することを特徴とする。
【００１４】
ここで、上記内層のヤング率は、上記表層のヤング率より大きいことが好ましい。
また、上記内層の表面側の上記表層の厚みと上記内層の裏面側の上記表層の厚みとの差は、５μｍ以下であり、かつ上記内層の表面側の上記表層の厚みは、上記記録媒体用ガラス基板の全体の厚みの１／４以下であることが好ましい。
【００１５】
また、上記記録媒体用ガラス基板の直径を６０〜７０ｍｍとし、厚みを０．７〜０．９ｍｍとする場合、回転数１５０００ｒｐｍ時の上記記録媒体用ガラス基板のフラッタリング特性は、５０ｎｍ以下であることが好ましく、回転数８０００ｒｐｍ時の上記記録媒体用ガラス基板のフラッタリング特性は、２０ｎｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の記録媒体用ガラス基板は、上記のような構成を有することにより、フラッタリング特性と表面平滑性とに優れるという極めて優れた効果を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】記録媒体用ガラス基板の内部摩擦係数の測定方法を示す模式図である。
【図２】内部摩擦係数を説明するグラフである。
【図３】記録媒体用ガラス基板の減衰係数を測定する装置の正面模式図である。
【図４】記録媒体用ガラス基板の減衰係数を測定する装置の側面模式図である。
【図５】記録媒体用ガラス基板のフラッタリング特性の測定方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
＜記録媒体用ガラス基板＞
本発明の記録媒体用ガラス基板は、内層の表裏両面を表層で被覆した構造を有する。このような本発明の記録媒体用ガラス基板は、ハードディスクドライブ等の磁気記録媒体用の基板として好適に用いられるものである。
【００１９】
本発明の記録媒体用ガラス基板は、通常、円板状の形状を有し、ハードディスクドライブ等の装置のスピンドルにセットされるように、その中央部に穴が開けられている。上記表層は、内層の表裏両面を被覆する限り、円板外周の端面や穴壁面においては、内層を被覆していてもよいし、被覆していなくてもよい。
【００２０】
なお、上記円板状の形状の各寸法は、特に限定されるものではないが、通常、直径が６０〜７０ｍｍ、厚みが０．７〜０．９ｍｍである。
【００２１】
＜記録媒体用ガラス基板のガラス組成＞
本発明の記録媒体用ガラス基板は、内層の表裏両面を表層で被覆した構造を有し、該内層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１０〜１６質量％であるガラス組成を有し、該表層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１〜９．９質量％であるガラス組成を有し、かつ内層の特定アルカリ成分の合計量と表層の特定アルカリ成分の合計量との差が、０．１質量％以上であることを特徴とする。
【００２２】
このように表層および内層のＳｉＯ2を４０〜７０質量％とすることによって、表面からのＳｉ溶出量を調整し、記録媒体用ガラス基板の表面を研磨しやすい組成とする一方で、内層の特定アルカリ成分の合計量が、表層の特定アルカリ成分の合計量より０．１質量％以上多くなることにより、ガラス基板全体の減衰係数を大きくすることが可能となり、フラッタリング特性を低くすることができる。すなわち、上述のように内層および表層の組成比をそれぞれ調整することにより、フラッタリング特性に優れ、かつ表面平滑性に優れた記録媒体用ガラス基板を得ることができる。
【００２３】
＜内層＞
本発明の内層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１０〜１６質量％であるガラス組成を有する。このようなガラス組成を有することにより、比較的大きなヤング率を有するようにすることが可能となる。
【００２４】
ここで、ＳｉＯ2は、ガラス組成の所謂骨格成分となるものであり、４０〜７０質量％含まれることがより好ましく、さらに好ましくは４２〜６８質量％である。ＳｉＯ2が４０質量％未満では、内層自体を製造することが困難となるため好ましくなく、７０質量％を超えると、化学的強度を十分に担保することができないため好ましくない。
【００２５】
また、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量は、１１〜１５質量％とすることがより好ましい。これらの特定アルカリ成分の合計量が、１０質量％未満であると、ヤング率が低くなり過ぎ、１６質量％を超えると、ガラスとしての耐久性が劣り強度が低下するため好ましくない。
【００２６】
そして、このような内層は、特定アルカリ成分として１〜１０質量％のＬｉ2Ｏを含むことが好ましい。これにより、ガラスの耐久性を劣化することなく、より有効に溶融温度を低下させることができるからである。
【００２７】
なお、内層を構成するガラス組成は、上記の規定を満たす限り他の成分については特に限定的ではなく、上記の組成以外に、たとえばＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、Ｌａ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｓｂ2Ｏ3等、ガラス組成を構成する従来公知の任意の成分を含むことができる。
【００２８】
＜表層＞
本発明の表層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１０〜１６質量％であるガラス組成を有する。このようなガラス組成を有することにより、ガラス基板の表面から外部へのＳｉの溶出量を２０〜１００ｐｐｂ／Ｄｉｓｋに調整することができ、もってガラス基板が研磨しやすい組成となる。ここで、表層のＳｉの溶出量は、表層を研磨するときの研磨のしやすさを示す指標となり、Ｓｉの溶出量が上記範囲内であると、表層の硬度が硬すぎることなく、研磨工程での加工性に優れ、かつ化学的な安定性にも優れるという効果を示す。ＳｉＯ2が４０質量％未満であると、Ｓｉの溶出量が２０ｐｐｂ／Ｄｉｓｋ未満となり、表層の硬度が高すぎて研磨しても表層の表面平滑性を高めにくくなる。一方、ＳｉＯ2が７０質量％を超えると、Ｓｉの溶出量が１００ｐｐｂ／Ｄｉｓｋを超え、記録媒体用ガラス基板の化学的安定性が不十分なものとなる。
【００２９】
ここで、ＳｉＯ2は、ガラス組成の所謂骨格成分となるものであり、４０〜７０質量％含まれることがより好ましく、より好ましくは４２〜６８質量％である。これにより、Ｓｉの溶出量を３０〜９０ｐｐｂ／Ｄｉｓｋとすることができ、表層の硬度のバランスと記録媒体用ガラス基板の化学的安定性とを高度に両立し、もって研磨工程において表面平滑性に優れた記録媒体用ガラス基板を作製することができる。
【００３０】
また、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量は、１．２〜９．７質量％とすることがより好ましく、１．５〜９．５質量％とすることがさらに好ましい。
【００３１】
なお、表層を構成するガラス組成は、上記の規定を満たす限り他の成分については特に限定的ではなく、上記の組成以外に、たとえばＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、Ｌａ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｓｂ2Ｏ3等、ガラス組成を構成する従来公知の任意の成分を含むことができる。
【００３２】
＜内層および表層の特定アルカリ成分の合計量の差＞
本発明の記録媒体用ガラス基板においては、上記内層の特定アルカリ成分の合計量と上記表層の特定アルカリ成分の合計量との差が、０．１質量％以上であること、すなわち、上記内層の特定アルカリ成分の合計量が、表層の特定アルカリ成分の合計量より０．１質量％以上多くなることを特徴とする。これにより、ガラス基板全体の減衰係数を大きくすることが可能となる。ガラス基板全体の減衰係数がこのように大きくなる理由は、内層および表層間において上記のような特定アルカリ成分の濃度差による明確な界面が形成されるためと考えられる。したがって、このように内層および表層間において特定アルカリ成分の濃度差を設けることにより、フラッタリング特性を小さくすることができる。なお、本発明の記録媒体用ガラス基板には、化学強化ガラス（ガラス基板の表面部においてアルカリ成分の濃度が徐々に変化するが明確な界面を形成することのないガラス）等は含まれない。
【００３３】
なお、上記明確な界面の存在は、たとえば記録媒体用ガラス基板の厚み方向に２μｍ離れた２点間のヤング率を測定し、ヤング率に急激な変化（２ＧＰａ以上の差）がある場合、その２点間に上記濃度差による界面が存在するものと判断することができる。
【００３４】
上記内層の特定アルカリ成分の合計量と上記表層の特定アルカリ成分の合計量との差は、０．５質量％以上とすることがより好ましく、０．９質量％以上とすることがさらに好ましい。このようにこれらの合計量の差は、大きければ大きいほどより大きな減衰係数が得られるため好ましい。しかし、内層の特定アルカリ成分の合計量が多過ぎると、上記のように強度低下につながるため、このようなデメリットが生じない範囲内で調整することが望まれる。なお、上記内層の特定アルカリ成分の合計量と上記表層の特定アルカリ成分の合計量との差が０．１質量％未満では、上記のような効果を得ることはできない。
【００３５】
＜ヤング率＞
本発明の内層のヤング率は、表層のヤング率よりも大きいことが好ましい。内層と表層のヤング率をこのように規定することにより、ガラス基板全体の減衰係数を大きくすることができるためである。したがって、このように内層と表層のヤング率を規定することにより、フラッタリング特性を小さくすることが可能となる。
【００３６】
なお、内層のヤング率は、通常８０〜１００ＧＰａとすることが好ましく、表層のヤング率は、通常６０〜７８ＧＰａとすることが好ましい。これにより、ガラス基板全体のヤング率を、７５〜９５ＧＰａ程度に調整することができる。
【００３７】
＜内層および表層の厚み＞
上記内層の表面側の表層の厚みと上記内層の裏面側の表層の厚みとの差は、５μｍ以下であり、かつ上記内層の表面側の表層の厚みは、本発明の記録媒体用ガラス基板の全体の厚みの１／４以下であることが好ましい。このように、各厚みを規定することにより、フラッタリング特性を小さくすることに寄与することができる。この詳細なメカニズムは未だ十分には解明されていないが、内層および表層間において、特定アルカリ成分の濃度差による明確な界面の形成が基板全体の減衰係数を大きくし、且つ内層の表面側表層厚みと裏面側表層厚みをほぼ同一厚みにすることで、対称性が保持されることにより、フラッタリング特性を小さくすることに寄与するものと考えられる。
【００３８】
なお、本発明における内層および表層の厚みは、上記の規定を満たす限り特に限定されるものではないが、通常、内層を４００〜７００μｍとすることが好ましく、表層（表裏両面の合計厚み）を５０〜２００μｍとすることが好ましい。表裏両面の表層の厚みは、上記より明らかなように、同程度とすることが好ましい。
【００３９】
＜フラッタリング特性＞
本発明の記録媒体用ガラス基板は、直径を６０〜７０ｍｍとし、厚みを０．７〜０．９ｍｍとする場合、回転数１５０００ｒｐｍ時のフラッタリング特性は、５０ｎｍ以下であることが好ましく、４８ｎｍ以下であることがより好ましい。また、同様に、回転数８０００ｒｐｍ時のフラッタリング特性は、２０ｎｍ以下であることが好ましく、１８ｎｍ以下であることがより好ましい。これにより、ハードディスクドライブ等に該記録媒体用ガラス基板をセットし高速回転させた場合において、ヘッドと該記録媒体用ガラス基板とが接触することを防止でき、ヘッドを損傷する等の不都合を防止することができる。
【００４０】
＜製造方法＞
本発明の記録媒体用ガラス基板は、たとえば以下のような製造方法により製造することができる。
【００４１】
まず、第１の製造方法としては、上記内層用のガラス組成物と上記表層用のガラス組成物とをそれぞれ溶融し、上記表層が上記内層を被覆するようにして二重ノズルから滴下する工程と、滴下された該ガラス組成物をプレスすることにより円板形状のブランク材を得る工程と、該ブランク材の中央部に穴を開ける工程と、該ブランク材の外周端面と穴壁面とを研磨する工程と、該ブランク材の表裏両面を研削する工程と、該ブランク材の表裏両面を研磨する工程と、研磨された該ブランク材を洗浄する工程と、洗浄された該ブランク材を検査する工程と、を含むことができる。
【００４２】
また、第２の製造方法としては、上記内層用のガラス組成物を一重ノズルから滴下する工程と、滴下されたガラス組成物をプレスすることにより円板形状のブランク材を得る工程と、上記ブランク材の表面に、表層用のガラス組成物をスパッタリングまたは蒸着により被覆する工程と、該ブランク材の中央部に穴を開ける工程と、該ブランク材の外周端面と穴壁面とを研磨する工程と、該ブランク材の表裏両面を研削する工程と、該ブランク材の表裏両面を研磨する工程と、研磨された該ブランク材を洗浄する工程と、洗浄された該ブランク材を検査する工程と、を含むことができる。
【００４３】
また、第３の製造方法としては、上記第１の製造方法および第２の製造方法とは異なりフロート法を利用するものであり、上記内層用のガラス組成物を３００℃程度の溶融塩浴に流し込み、シート状の内層を得る工程と、上記表層用のガラス組成物を３００℃程度の溶融塩浴に流し込み、シート状の表層を得る工程と、上下２枚のシート状の表層でシート状の内層を挟み込み、貼り合わせることにより積層体を得る工程と、該積層体を円板形状に成形することによりブランク材を得る工程と、該ブランク材の中央部に穴を開ける工程と、該ブランク材の外周端面と穴壁面とを研磨する工程と、該ブランク材の表裏両面を研削する工程と、該ブランク材の表裏両面を研磨する工程と、研磨された該ブランク材を洗浄する工程と、洗浄された該ブランク材を検査する工程と、を含むことができる。
【００４４】
また、本発明の記録媒体用ガラス基板の製造方法は、さらに上記の第１の製造方法〜第３の製造方法を広くアレンジすることができ、たとえば第３の製造方法により得たシート状の内層の表裏両面に対して、第２の製造方法のように表層をスパッタリングまたは蒸着により形成することもできる。
【００４５】
なお、上記の各製造方法の各工程は、従来公知の条件を広く採用することができ、特に限定的な条件はない。たとえば、ガラス組成物を溶融する場合は、１３００〜１５５０℃程度の温度に加熱することにより溶融することが可能であり、ブランク材の中央部に穴を開ける場合（所謂コアリング工程）は、スクライブ法またはコアドリル等を用いて穴を開けることができ、ブランク材の外周端面と穴壁面とに対し、ダイヤモンド砥石による内外径精密加工を行なった後に、酸化セリウム（ＣｅＯ2）スラリー液を用いたブラシ研磨等を用いて研磨することができる。
【００４６】
また、ブランク材の表裏両面を研削する工程は、ブランク材の表裏両面をダイヤモンド砥石等を用いて研削し、ブランク材の表裏両面が平行になるように粗加工する工程である。この場合、該ブランク材は、この表裏両面を研削する工程の後、その表面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下となっていることが好ましい。これにより、本工程に続くブランク材の表裏両面を研磨する工程により、所定の規格値となるように仕上げることが容易となる。ブランク材の表裏両面を研磨する工程は、研削されたブランク材の表裏両面を酸化セリウム（ＣｅＯ2）、コロイダルシリカ、アルミナ砥粒等を用いてポリッシュし、平行度、平面度、および表面粗さを所定の規格値となるように仕上げる工程である。
【００４７】
また、ブランク材を洗浄する工程は、酸またはアルカリの洗浄液を用いて行なうことができ、ブランク材を検査する工程は、通常、レーザー照射により異物の付着等が検査される。そして、最終的にこのような検査を経ることにより、本発明の記録媒体用ガラス基板が製造される。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４９】
＜実施例１〜８および比較例１〜４＞
表１〜表３記載の内層のガラス組成となるように、所定量の原料粉末を白金るつぼに秤量して入れ、混合した後、電気炉中で１５５０℃で溶融した。次いで、その溶融物を、３００℃の酸化スズ（ＳｎＯ2）（溶融塩）の浴に流し込むことにより、該浴の表面上にシート状物を形成させた。その後、該浴から該シート状物を取り出すことによりシート状の内層（縦：７０ｍｍ、横：７０ｍｍ、厚み：約０．５ｍｍ）を得た。
【００５０】
一方、表１〜表３記載の表層のガラス組成となるように、所定量の原料粉末を白金るつぼに秤量して入れ、混合した後、電気炉中で１５５０℃で溶融した。次いで、その溶融物を、３００℃の酸化スズ（ＳｎＯ2）（溶融塩）の浴に流し込むことにより、該浴の表面上にシート状物を形成した。その後、該浴から該シート状物を取り出すことによりシート状の表層（縦：７０ｍｍ、横：７０ｍｍ、厚み：約０．２ｍｍ）を得た。
【００５１】
続いて、上記で得られたシート状の表層２枚の間に、同じく上記で得られたシート状の内層１枚を挟み込み、接着成分であるアクリル樹脂系接着剤を用いて貼り合わせることにより積層体を得た。そして、該積層体を、スクライブ法を用いて円板形状（直径：６６ｍｍ、厚み：０．９ｍｍ）に切り出すことによりブランク材を得た。
【００５２】
次いで、該ブランク材の中央部に、スクライブ法またはコアドリル等を用いて穴（直径：６６ｍｍ）を開けた後、該ブランク材の外周端面と穴壁面とをダイヤモンド砥石による内外径精密加工工程を行なった後に、酸化セリウム（ＣｅＯ2）スラリー液を用いたブラシ研磨等を用いて研磨した。続いて、該ブランク材の表裏両面を算術平均粗さＲａが０．１μｍとなるように、ダイヤモンド砥石を用いて研削した。引き続き、該ブランク材の表裏両面が所定の規格値（平行度：１μｍ、平面度：１μｍ、表面粗さ：０．１２ｎｍ）となるように、酸化セリウム（ＣｅＯ2）およびコロイダルシリカを用いて研磨した。
【００５３】
その後、洗浄液として酸性洗剤を用いて該ブランク材を洗浄し、次いでレーザー照射することにより該ブランク材の表面に異物の付着が存在しないことを検査することにより、記録媒体用ガラス基板（直径：６５ｍｍ、内層の厚み：０．５００ｍｍ、内層の表面側の表層の厚み：０．１４８ｍｍ、内層の裏面側の表層の厚み：０．１５２ｍｍ）を製造した。
【００５４】
このようにして製造した記録媒体用ガラス基板について、下記の物性評価を行なった。
＜比較例５〜６＞
表４に記載の組成を有するガラス基板を従来公知の製造方法により製造し、上記の実施例と同様の物性評価を行なった。なお、比較例５の基板は、化学強化ガラス基板であり、比較例６の基板は、単層の無アルカリのガラス基板である。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
【表３】
【００５８】
【表４】
【００５９】
＜物性評価＞
＜密度＞
アルキメデス法により測定した。その結果を表５〜表６に示す。
【００６０】
＜ヤング率＞
内層、表層、および記録媒体用ガラス基板全体の各ヤング率Ｅを測定した。内層は、上記で作製したシート状の内層について測定し、表層は同じく上記で作製したシート状の表層について測定した。該測定は、ＪＩＳ Ｒ １６０２ファインセラミックスの弾性試験方法の動的弾性率試験方法に準じる方法で測定した。その結果を表５〜表６に示す。なお、各表中、「全体」とはガラス基板全体のヤング率を示し、比較例５および６は単層構造であるため、ガラス基板全体のヤング率のみを測定した。
【００６１】
＜比弾性率＞
上記で求めたヤング率Ｅとアルキメデス法により求めた比重（密度）ρとにより、比弾性率Ｅ／ρを算出した。その結果を表５〜表６に示す。
【００６２】
＜ポアソン比＞
ＪＩＳ Ｒ １６０２ファインセラミックスの弾性試験方法の動的弾性率試験方法に準じる方法で測定した。その結果を表５〜表６に示す。
【００６３】
＜ビッカース硬度＞
ビッカース硬度試験機（商品名：HM-112、アカシ社製）を用い荷重１００ｇ、負荷時間１５ｓｅｃの条件下にて、ビッカース硬度Ｈｖを測定した。その結果を表５〜表６に示す。
【００６４】
＜Ｓｉ溶出量＞
上記で作製した記録媒体用ガラス基板の表面を酸化セリウムで研磨して、Ｒａ値が２ｎｍ以下の平滑面とした後、その表面を洗浄し、８０℃の逆浸透膜水５０ｍｌ中に２４時間浸漬した後、ＩＣＰ発光分光分析装置（商品名：SPS7800、セイコーインスツルメンツ社製）により溶出液を分析することにより、Ｓｉ溶出量（ｐｐｂ／Ｄｉｓｋ）を算出した。その結果を表５〜表６に示す。
【００６５】
＜線熱膨張係数＞
示差膨張測定装置（商品名：EXSTAR6000、セイコーインスツルメンツ社製）を用いて、荷重：５ｇ、温度範囲：２５〜１００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎの条件で測定することにより、線熱膨張係数を測定した。その結果を表５〜表６に示す。なお、表中、「α×１０-7」とは、各記載の数値に１０-7を乗じた数値が測定値であることを示す。
【００６６】
＜ガラス転移点（Ｔｇ）および屈伏点（Ａｔ）＞
示差熱測定装置（商品名：EXSTAR6000、セイコーインスツルメンツ社製）を用いて、室温〜９００℃の温度範囲を１０℃／ｍｉｎの昇温速度で、粉末状に調整したガラス試料を加熱し測定することにより、ガラス転移点（Ｔｇ）および屈伏点（Ａｔ）を測定した。その結果を表５〜表６に示す。
【００６７】
＜内部摩擦係数＞
図１に示した装置１０を用いて測定した。当該測定原理は、曲げ共振法に依っており、吊り糸２２、２３によりフード２１内に吊り下げられた試料２０（記録媒体用ガラス基板）に、振動器２４によって振動を与えた。その結果、検出器２５により振動を捉えると、図２に示す共振曲線が得られた。図２において、縦軸は検出器２５で捉えられる振動の大きさを表す信号電位を示し、横軸は振動数である。
【００６８】
信号電位は、試料２０の最も変動しやすい一次の固有振動数ｆ０で最大となる。共振曲線が鋭い程、振動エネルギーの散逸が小さいため、１サイクル当たりに振動で失う振動エネルギーの割合を内部摩擦係数Ｑ-1、すなわちＱ-1＝Δｆ／（３1/2・ｆ０）で表すことができる。ここで、Δｆは共振曲線の半値幅である。内部摩擦係数Ｑ-1の値が大きい程振動エネルギーの散逸が大きいことになる。その結果を表５〜表６に示す。なお、表中、「α×１０-4」とは、各記載の数値に１０-4を乗じた数値が測定値であることを示す。
【００６９】
＜減衰係数＞
図３および図４に示した装置を用いて測定した。図３は該装置の正面図であり、図４は該装置の側面図である。吊り糸３２、３３、３４によりフード３１内に吊り下げられた試料３０（記録媒体用ガラス基板）を、インパルスハンマー３５で打撃した。その結果、騒音計３６により音圧が捉えられ、音圧の減衰履歴により振動の減衰係数（ダンピング係数）を測定した。減衰係数が大きいと、振動がより早く減衰することになる。その結果を表５〜表６に示す。なお、表中、「α×１０-4」とは、各記載の数値に１０-4を乗じた数値が測定値であることを示す。
【００７０】
【表５】
【００７１】
【表６】
【００７２】
＜フラッタリング特性＞
図５に示した装置を用いて測定した。試料４０（記録媒体用ガラス基板）をエアスピンドルモータ４１によって矢印Ａの方向に高速回転し、試料４０の表面にレーザー振動計４２によりレーザー光を照射した。試料４０の表面で反射する光は、試料４０の上下方向（スピンドルの軸方向）の振動により波長が変化するため、試料４０の１周内のその変化量（振れ量）を測定することにより、その振れ量をフラッタリング特性とした。なお、試料４０の外周から１．５ｍｍの位置を測定点Ｐとし、その結果を表７に示す。表７に示されているように、各回転数についてフラッタリング特性を測定した。
【００７３】
【表７】
【００７４】
上記表７より明らかなように、実施例の記録媒体用ガラス基板は、比較例の記録媒体用ガラス基板に比し、いずれも優れたフラッタリング特性が示された。また、実施例の記録媒体用ガラス基板の表面に磁性膜を形成させたところ、いずれも表面平滑性に優れるものであった。これに対し、比較例５の記録媒体用ガラス基板の表面に磁性膜を形成させたところ、部分的に磁性膜が膨れ上がり、表面平滑性に劣っていた。
【００７５】
したがって、本発明の構成を有する記録媒体用ガラス基板は、優れたフラッタリング特性と表面平滑性を両立させたものであることは明らかである。
【００７６】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【００７７】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７８】
１０ 装置、２０，３０，４０ 試料、２１，３１ フード、２２，２３，３２，３３，３４ 吊り糸、２４ 振動器、２５ 検出器、３５ インパルスハンマー、３６ 騒音計、４１ エアスピンドルメータ、４２ レーザー振動計。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体用ガラス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の磁気記録媒体用の基板として、ガラス基板が用いられている（たとえば特許文献１および２）。昨今の記録容量の高密度化に伴い、このようなガラス基板は以前に比しより高速回転で用いられる状況が増加している。また、そのような記録容量の高密度化に伴い、ガラス基板に対する記録読取り用ヘッドの浮上量もより減少したものとなっている。さらに、そのようなヘッドとしては、ＤＦＨ（ダイナミックフライングハイト）機構を備えたものも普及している。
【０００３】
このため、磁気記録等の記録媒体用ガラス基板には、高速回転時のフラッタリング特性と表面平滑性とが高度に求められるようになってきている。このような状況下において、特開２００１−２６６３２９号公報（特許文献３）には、ガラス基板のダンピング率（減衰係数）を向上させることによりフラッタリング特性を改良することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５１８８１号公報
【特許文献２】特開２００２−１３７９３６号公報
【特許文献３】特開２００１−２６６３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、特許文献３はフラッタリング特性の改良を提案しているが、昨今の記録容量の高密度化の進展に伴い、フラッタリング特性のさらなる改良が求められているとともに、より高度な表面平滑性も求められている。
【０００６】
本発明は、このような状況下においてなされたものであり、その目的とするところは、フラッタリング特性と表面平滑性に優れた記録媒体用ガラス基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明でいうフラッタリング特性とは、ガラス基板の高速回転時の振幅量（面振れ）を意味し、下記式（Ｉ）のような関係式で規定される。
【０００８】
【数１】
【０００９】
式（Ｉ）中、Ｆはフラッタリング特性（単位：ｎｍ）であり、ａはガラス基板の外半径を示し、νはガラス基板のポアソン比を示し、Ｅはガラス基板のヤング率を示し、ξはガラス基板の減衰係数を示し、ｈはガラス基板の厚みを示し、λ4はモデル関数パラメータである。この場合、ガラス基板の外半径および厚みを一定にすれば、ポアソン比は化学組成による差があまりないため、フラッタリング特性Ｆは、最右辺により関係付けられる。
【００１０】
すなわち、フラッタリング特性は、上記のようにガラス基板の高速回転時の振幅量であることから、これを小さくすることが好ましく、したがってヤング率および減衰係数を大きくすることが有利であると考えられる。
【００１１】
一方、ガラス基板の表面平滑性を担保するためには、種々の要因を制御することが必要であるが、中でもガラス基板のＳｉ溶出量を制御することが有効であることが本発明者の研究により明らかとなってきた。これは、ガラス基板のＳｉ溶出量を絶妙の比率にコントロールすると、ガラス基板を研磨しやすくなり、ガラス基板の表面平滑性を高めることができるためであると推察される。
【００１２】
本発明者は、以上のような知見に基づき鋭意検討を重ねることにより、ついに本発明を完成させたものである。
【００１３】
すなわち、本発明の記録媒体用ガラス基板は、内層の表裏両面を表層で被覆したものであって、該内層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１０〜１６質量％であるガラス組成を有し、該表層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１〜９．９質量％であり、かつ内層の特定アルカリ成分の合計量と表層の特定アルカリ成分の合計量との差が、０．１質量％以上であるガラス組成を有することを特徴とする。
【００１４】
ここで、上記内層のヤング率は、上記表層のヤング率より大きいことが好ましい。
また、上記内層の表面側の上記表層の厚みと上記内層の裏面側の上記表層の厚みとの差は、５μｍ以下であり、かつ上記内層の表面側の上記表層の厚みは、上記記録媒体用ガラス基板の全体の厚みの１／４以下であることが好ましい。
【００１５】
また、上記記録媒体用ガラス基板の直径を６０〜７０ｍｍとし、厚みを０．７〜０．９ｍｍとする場合、回転数１５０００ｒｐｍ時の上記記録媒体用ガラス基板のフラッタリング特性は、５０ｎｍ以下であることが好ましく、回転数８０００ｒｐｍ時の上記記録媒体用ガラス基板のフラッタリング特性は、２０ｎｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の記録媒体用ガラス基板は、上記のような構成を有することにより、フラッタリング特性と表面平滑性とに優れるという極めて優れた効果を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】記録媒体用ガラス基板の内部摩擦係数の測定方法を示す模式図である。
【図２】内部摩擦係数を説明するグラフである。
【図３】記録媒体用ガラス基板の減衰係数を測定する装置の正面模式図である。
【図４】記録媒体用ガラス基板の減衰係数を測定する装置の側面模式図である。
【図５】記録媒体用ガラス基板のフラッタリング特性の測定方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
＜記録媒体用ガラス基板＞
本発明の記録媒体用ガラス基板は、内層の表裏両面を表層で被覆した構造を有する。このような本発明の記録媒体用ガラス基板は、ハードディスクドライブ等の磁気記録媒体用の基板として好適に用いられるものである。
【００１９】
本発明の記録媒体用ガラス基板は、通常、円板状の形状を有し、ハードディスクドライブ等の装置のスピンドルにセットされるように、その中央部に穴が開けられている。上記表層は、内層の表裏両面を被覆する限り、円板外周の端面や穴壁面においては、内層を被覆していてもよいし、被覆していなくてもよい。
【００２０】
なお、上記円板状の形状の各寸法は、特に限定されるものではないが、通常、直径が６０〜７０ｍｍ、厚みが０．７〜０．９ｍｍである。
【００２１】
＜記録媒体用ガラス基板のガラス組成＞
本発明の記録媒体用ガラス基板は、内層の表裏両面を表層で被覆した構造を有し、該内層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１０〜１６質量％であるガラス組成を有し、該表層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１〜９．９質量％であるガラス組成を有し、かつ内層の特定アルカリ成分の合計量と表層の特定アルカリ成分の合計量との差が、０．１質量％以上であることを特徴とする。
【００２２】
このように表層および内層のＳｉＯ2を４０〜７０質量％とすることによって、表面からのＳｉ溶出量を調整し、記録媒体用ガラス基板の表面を研磨しやすい組成とする一方で、内層の特定アルカリ成分の合計量が、表層の特定アルカリ成分の合計量より０．１質量％以上多くなることにより、ガラス基板全体の減衰係数を大きくすることが可能となり、フラッタリング特性を低くすることができる。すなわち、上述のように内層および表層の組成比をそれぞれ調整することにより、フラッタリング特性に優れ、かつ表面平滑性に優れた記録媒体用ガラス基板を得ることができる。
【００２３】
＜内層＞
本発明の内層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１０〜１６質量％であるガラス組成を有する。このようなガラス組成を有することにより、比較的大きなヤング率を有するようにすることが可能となる。
【００２４】
ここで、ＳｉＯ2は、ガラス組成の所謂骨格成分となるものであり、４０〜７０質量％含まれることがより好ましく、さらに好ましくは４２〜６８質量％である。ＳｉＯ2が４０質量％未満では、内層自体を製造することが困難となるため好ましくなく、７０質量％を超えると、化学的強度を十分に担保することができないため好ましくない。
【００２５】
また、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量は、１１〜１５質量％とすることがより好ましい。これらの特定アルカリ成分の合計量が、１０質量％未満であると、ヤング率が低くなり過ぎ、１６質量％を超えると、ガラスとしての耐久性が劣り強度が低下するため好ましくない。
【００２６】
そして、このような内層は、特定アルカリ成分として１〜１０質量％のＬｉ2Ｏを含むことが好ましい。これにより、ガラスの耐久性を劣化することなく、より有効に溶融温度を低下させることができるからである。
【００２７】
なお、内層を構成するガラス組成は、上記の規定を満たす限り他の成分については特に限定的ではなく、上記の組成以外に、たとえばＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、Ｌａ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｓｂ2Ｏ3等、ガラス組成を構成する従来公知の任意の成分を含むことができる。
【００２８】
＜表層＞
本発明の表層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１０〜１６質量％であるガラス組成を有する。このようなガラス組成を有することにより、ガラス基板の表面から外部へのＳｉの溶出量を２０〜１００ｐｐｂ／Ｄｉｓｋに調整することができ、もってガラス基板が研磨しやすい組成となる。ここで、表層のＳｉの溶出量は、表層を研磨するときの研磨のしやすさを示す指標となり、Ｓｉの溶出量が上記範囲内であると、表層の硬度が硬すぎることなく、研磨工程での加工性に優れ、かつ化学的な安定性にも優れるという効果を示す。ＳｉＯ2が４０質量％未満であると、Ｓｉの溶出量が２０ｐｐｂ／Ｄｉｓｋ未満となり、表層の硬度が高すぎて研磨しても表層の表面平滑性を高めにくくなる。一方、ＳｉＯ2が７０質量％を超えると、Ｓｉの溶出量が１００ｐｐｂ／Ｄｉｓｋを超え、記録媒体用ガラス基板の化学的安定性が不十分なものとなる。
【００２９】
ここで、ＳｉＯ2は、ガラス組成の所謂骨格成分となるものであり、４０〜７０質量％含まれることがより好ましく、より好ましくは４２〜６８質量％である。これにより、Ｓｉの溶出量を３０〜９０ｐｐｂ／Ｄｉｓｋとすることができ、表層の硬度のバランスと記録媒体用ガラス基板の化学的安定性とを高度に両立し、もって研磨工程において表面平滑性に優れた記録媒体用ガラス基板を作製することができる。
【００３０】
また、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量は、１．２〜９．７質量％とすることがより好ましく、１．５〜９．５質量％とすることがさらに好ましい。
【００３１】
なお、表層を構成するガラス組成は、上記の規定を満たす限り他の成分については特に限定的ではなく、上記の組成以外に、たとえばＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、Ｌａ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｓｂ2Ｏ3等、ガラス組成を構成する従来公知の任意の成分を含むことができる。
【００３２】
＜内層および表層の特定アルカリ成分の合計量の差＞
本発明の記録媒体用ガラス基板においては、上記内層の特定アルカリ成分の合計量と上記表層の特定アルカリ成分の合計量との差が、０．１質量％以上であること、すなわち、上記内層の特定アルカリ成分の合計量が、表層の特定アルカリ成分の合計量より０．１質量％以上多くなることを特徴とする。これにより、ガラス基板全体の減衰係数を大きくすることが可能となる。ガラス基板全体の減衰係数がこのように大きくなる理由は、内層および表層間において上記のような特定アルカリ成分の濃度差による明確な界面が形成されるためと考えられる。したがって、このように内層および表層間において特定アルカリ成分の濃度差を設けることにより、フラッタリング特性を小さくすることができる。なお、本発明の記録媒体用ガラス基板には、化学強化ガラス（ガラス基板の表面部においてアルカリ成分の濃度が徐々に変化するが明確な界面を形成することのないガラス）等は含まれない。
【００３３】
なお、上記明確な界面の存在は、たとえば記録媒体用ガラス基板の厚み方向に２μｍ離れた２点間のヤング率を測定し、ヤング率に急激な変化（２ＧＰａ以上の差）がある場合、その２点間に上記濃度差による界面が存在するものと判断することができる。
【００３４】
上記内層の特定アルカリ成分の合計量と上記表層の特定アルカリ成分の合計量との差は、０．５質量％以上とすることがより好ましく、０．９質量％以上とすることがさらに好ましい。このようにこれらの合計量の差は、大きければ大きいほどより大きな減衰係数が得られるため好ましい。しかし、内層の特定アルカリ成分の合計量が多過ぎると、上記のように強度低下につながるため、このようなデメリットが生じない範囲内で調整することが望まれる。なお、上記内層の特定アルカリ成分の合計量と上記表層の特定アルカリ成分の合計量との差が０．１質量％未満では、上記のような効果を得ることはできない。
【００３５】
＜ヤング率＞
本発明の内層のヤング率は、表層のヤング率よりも大きいことが好ましい。内層と表層のヤング率をこのように規定することにより、ガラス基板全体の減衰係数を大きくすることができるためである。したがって、このように内層と表層のヤング率を規定することにより、フラッタリング特性を小さくすることが可能となる。
【００３６】
なお、内層のヤング率は、通常８０〜１００ＧＰａとすることが好ましく、表層のヤング率は、通常６０〜７８ＧＰａとすることが好ましい。これにより、ガラス基板全体のヤング率を、７５〜９５ＧＰａ程度に調整することができる。
【００３７】
＜内層および表層の厚み＞
上記内層の表面側の表層の厚みと上記内層の裏面側の表層の厚みとの差は、５μｍ以下であり、かつ上記内層の表面側の表層の厚みは、本発明の記録媒体用ガラス基板の全体の厚みの１／４以下であることが好ましい。このように、各厚みを規定することにより、フラッタリング特性を小さくすることに寄与することができる。この詳細なメカニズムは未だ十分には解明されていないが、内層および表層間において、特定アルカリ成分の濃度差による明確な界面の形成が基板全体の減衰係数を大きくし、且つ内層の表面側表層厚みと裏面側表層厚みをほぼ同一厚みにすることで、対称性が保持されることにより、フラッタリング特性を小さくすることに寄与するものと考えられる。
【００３８】
なお、本発明における内層および表層の厚みは、上記の規定を満たす限り特に限定されるものではないが、通常、内層を４００〜７００μｍとすることが好ましく、表層（表裏両面の合計厚み）を５０〜２００μｍとすることが好ましい。表裏両面の表層の厚みは、上記より明らかなように、同程度とすることが好ましい。
【００３９】
＜フラッタリング特性＞
本発明の記録媒体用ガラス基板は、直径を６０〜７０ｍｍとし、厚みを０．７〜０．９ｍｍとする場合、回転数１５０００ｒｐｍ時のフラッタリング特性は、５０ｎｍ以下であることが好ましく、４８ｎｍ以下であることがより好ましい。また、同様に、回転数８０００ｒｐｍ時のフラッタリング特性は、２０ｎｍ以下であることが好ましく、１８ｎｍ以下であることがより好ましい。これにより、ハードディスクドライブ等に該記録媒体用ガラス基板をセットし高速回転させた場合において、ヘッドと該記録媒体用ガラス基板とが接触することを防止でき、ヘッドを損傷する等の不都合を防止することができる。
【００４０】
＜製造方法＞
本発明の記録媒体用ガラス基板は、たとえば以下のような製造方法により製造することができる。
【００４１】
まず、第１の製造方法としては、上記内層用のガラス組成物と上記表層用のガラス組成物とをそれぞれ溶融し、上記表層が上記内層を被覆するようにして二重ノズルから滴下する工程と、滴下された該ガラス組成物をプレスすることにより円板形状のブランク材を得る工程と、該ブランク材の中央部に穴を開ける工程と、該ブランク材の外周端面と穴壁面とを研磨する工程と、該ブランク材の表裏両面を研削する工程と、該ブランク材の表裏両面を研磨する工程と、研磨された該ブランク材を洗浄する工程と、洗浄された該ブランク材を検査する工程と、を含むことができる。
【００４２】
また、第２の製造方法としては、上記内層用のガラス組成物を一重ノズルから滴下する工程と、滴下されたガラス組成物をプレスすることにより円板形状のブランク材を得る工程と、上記ブランク材の表面に、表層用のガラス組成物をスパッタリングまたは蒸着により被覆する工程と、該ブランク材の中央部に穴を開ける工程と、該ブランク材の外周端面と穴壁面とを研磨する工程と、該ブランク材の表裏両面を研削する工程と、該ブランク材の表裏両面を研磨する工程と、研磨された該ブランク材を洗浄する工程と、洗浄された該ブランク材を検査する工程と、を含むことができる。
【００４３】
また、第３の製造方法としては、上記第１の製造方法および第２の製造方法とは異なりフロート法を利用するものであり、上記内層用のガラス組成物を３００℃程度の溶融塩浴に流し込み、シート状の内層を得る工程と、上記表層用のガラス組成物を３００℃程度の溶融塩浴に流し込み、シート状の表層を得る工程と、上下２枚のシート状の表層でシート状の内層を挟み込み、貼り合わせることにより積層体を得る工程と、該積層体を円板形状に成形することによりブランク材を得る工程と、該ブランク材の中央部に穴を開ける工程と、該ブランク材の外周端面と穴壁面とを研磨する工程と、該ブランク材の表裏両面を研削する工程と、該ブランク材の表裏両面を研磨する工程と、研磨された該ブランク材を洗浄する工程と、洗浄された該ブランク材を検査する工程と、を含むことができる。
【００４４】
また、本発明の記録媒体用ガラス基板の製造方法は、さらに上記の第１の製造方法〜第３の製造方法を広くアレンジすることができ、たとえば第３の製造方法により得たシート状の内層の表裏両面に対して、第２の製造方法のように表層をスパッタリングまたは蒸着により形成することもできる。
【００４５】
なお、上記の各製造方法の各工程は、従来公知の条件を広く採用することができ、特に限定的な条件はない。たとえば、ガラス組成物を溶融する場合は、１３００〜１５５０℃程度の温度に加熱することにより溶融することが可能であり、ブランク材の中央部に穴を開ける場合（所謂コアリング工程）は、スクライブ法またはコアドリル等を用いて穴を開けることができ、ブランク材の外周端面と穴壁面とに対し、ダイヤモンド砥石による内外径精密加工を行なった後に、酸化セリウム（ＣｅＯ2）スラリー液を用いたブラシ研磨等を用いて研磨することができる。
【００４６】
また、ブランク材の表裏両面を研削する工程は、ブランク材の表裏両面をダイヤモンド砥石等を用いて研削し、ブランク材の表裏両面が平行になるように粗加工する工程である。この場合、該ブランク材は、この表裏両面を研削する工程の後、その表面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下となっていることが好ましい。これにより、本工程に続くブランク材の表裏両面を研磨する工程により、所定の規格値となるように仕上げることが容易となる。ブランク材の表裏両面を研磨する工程は、研削されたブランク材の表裏両面を酸化セリウム（ＣｅＯ2）、コロイダルシリカ、アルミナ砥粒等を用いてポリッシュし、平行度、平面度、および表面粗さを所定の規格値となるように仕上げる工程である。
【００４７】
また、ブランク材を洗浄する工程は、酸またはアルカリの洗浄液を用いて行なうことができ、ブランク材を検査する工程は、通常、レーザー照射により異物の付着等が検査される。そして、最終的にこのような検査を経ることにより、本発明の記録媒体用ガラス基板が製造される。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４９】
＜実施例１〜８および比較例１〜４＞
表１〜表３記載の内層のガラス組成となるように、所定量の原料粉末を白金るつぼに秤量して入れ、混合した後、電気炉中で１５５０℃で溶融した。次いで、その溶融物を、３００℃の酸化スズ（ＳｎＯ2）（溶融塩）の浴に流し込むことにより、該浴の表面上にシート状物を形成させた。その後、該浴から該シート状物を取り出すことによりシート状の内層（縦：７０ｍｍ、横：７０ｍｍ、厚み：約０．５ｍｍ）を得た。
【００５０】
一方、表１〜表３記載の表層のガラス組成となるように、所定量の原料粉末を白金るつぼに秤量して入れ、混合した後、電気炉中で１５５０℃で溶融した。次いで、その溶融物を、３００℃の酸化スズ（ＳｎＯ2）（溶融塩）の浴に流し込むことにより、該浴の表面上にシート状物を形成した。その後、該浴から該シート状物を取り出すことによりシート状の表層（縦：７０ｍｍ、横：７０ｍｍ、厚み：約０．２ｍｍ）を得た。
【００５１】
続いて、上記で得られたシート状の表層２枚の間に、同じく上記で得られたシート状の内層１枚を挟み込み、接着成分であるアクリル樹脂系接着剤を用いて貼り合わせることにより積層体を得た。そして、該積層体を、スクライブ法を用いて円板形状（直径：６６ｍｍ、厚み：０．９ｍｍ）に切り出すことによりブランク材を得た。
【００５２】
次いで、該ブランク材の中央部に、スクライブ法またはコアドリル等を用いて穴（直径：６６ｍｍ）を開けた後、該ブランク材の外周端面と穴壁面とをダイヤモンド砥石による内外径精密加工工程を行なった後に、酸化セリウム（ＣｅＯ2）スラリー液を用いたブラシ研磨等を用いて研磨した。続いて、該ブランク材の表裏両面を算術平均粗さＲａが０．１μｍとなるように、ダイヤモンド砥石を用いて研削した。引き続き、該ブランク材の表裏両面が所定の規格値（平行度：１μｍ、平面度：１μｍ、表面粗さ：０．１２ｎｍ）となるように、酸化セリウム（ＣｅＯ2）およびコロイダルシリカを用いて研磨した。
【００５３】
その後、洗浄液として酸性洗剤を用いて該ブランク材を洗浄し、次いでレーザー照射することにより該ブランク材の表面に異物の付着が存在しないことを検査することにより、記録媒体用ガラス基板（直径：６５ｍｍ、内層の厚み：０．５００ｍｍ、内層の表面側の表層の厚み：０．１４８ｍｍ、内層の裏面側の表層の厚み：０．１５２ｍｍ）を製造した。
【００５４】
このようにして製造した記録媒体用ガラス基板について、下記の物性評価を行なった。
＜比較例５〜６＞
表４に記載の組成を有するガラス基板を従来公知の製造方法により製造し、上記の実施例と同様の物性評価を行なった。なお、比較例５の基板は、化学強化ガラス基板であり、比較例６の基板は、単層の無アルカリのガラス基板である。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
【表３】
【００５８】
【表４】
【００５９】
＜物性評価＞
＜密度＞
アルキメデス法により測定した。その結果を表５〜表６に示す。
【００６０】
＜ヤング率＞
内層、表層、および記録媒体用ガラス基板全体の各ヤング率Ｅを測定した。内層は、上記で作製したシート状の内層について測定し、表層は同じく上記で作製したシート状の表層について測定した。該測定は、ＪＩＳ Ｒ １６０２ファインセラミックスの弾性試験方法の動的弾性率試験方法に準じる方法で測定した。その結果を表５〜表６に示す。なお、各表中、「全体」とはガラス基板全体のヤング率を示し、比較例５および６は単層構造であるため、ガラス基板全体のヤング率のみを測定した。
【００６１】
＜比弾性率＞
上記で求めたヤング率Ｅとアルキメデス法により求めた比重（密度）ρとにより、比弾性率Ｅ／ρを算出した。その結果を表５〜表６に示す。
【００６２】
＜ポアソン比＞
ＪＩＳ Ｒ １６０２ファインセラミックスの弾性試験方法の動的弾性率試験方法に準じる方法で測定した。その結果を表５〜表６に示す。
【００６３】
＜ビッカース硬度＞
ビッカース硬度試験機（商品名：HM-112、アカシ社製）を用い荷重１００ｇ、負荷時間１５ｓｅｃの条件下にて、ビッカース硬度Ｈｖを測定した。その結果を表５〜表６に示す。
【００６４】
＜Ｓｉ溶出量＞
上記で作製した記録媒体用ガラス基板の表面を酸化セリウムで研磨して、Ｒａ値が２ｎｍ以下の平滑面とした後、その表面を洗浄し、８０℃の逆浸透膜水５０ｍｌ中に２４時間浸漬した後、ＩＣＰ発光分光分析装置（商品名：SPS7800、セイコーインスツルメンツ社製）により溶出液を分析することにより、Ｓｉ溶出量（ｐｐｂ／Ｄｉｓｋ）を算出した。その結果を表５〜表６に示す。
【００６５】
＜線熱膨張係数＞
示差膨張測定装置（商品名：EXSTAR6000、セイコーインスツルメンツ社製）を用いて、荷重：５ｇ、温度範囲：２５〜１００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎの条件で測定することにより、線熱膨張係数を測定した。その結果を表５〜表６に示す。なお、表中、「α×１０-7」とは、各記載の数値に１０-7を乗じた数値が測定値であることを示す。
【００６６】
＜ガラス転移点（Ｔｇ）および屈伏点（Ａｔ）＞
示差熱測定装置（商品名：EXSTAR6000、セイコーインスツルメンツ社製）を用いて、室温〜９００℃の温度範囲を１０℃／ｍｉｎの昇温速度で、粉末状に調整したガラス試料を加熱し測定することにより、ガラス転移点（Ｔｇ）および屈伏点（Ａｔ）を測定した。その結果を表５〜表６に示す。
【００６７】
＜内部摩擦係数＞
図１に示した装置１０を用いて測定した。当該測定原理は、曲げ共振法に依っており、吊り糸２２、２３によりフード２１内に吊り下げられた試料２０（記録媒体用ガラス基板）に、振動器２４によって振動を与えた。その結果、検出器２５により振動を捉えると、図２に示す共振曲線が得られた。図２において、縦軸は検出器２５で捉えられる振動の大きさを表す信号電位を示し、横軸は振動数である。
【００６８】
信号電位は、試料２０の最も変動しやすい一次の固有振動数ｆ０で最大となる。共振曲線が鋭い程、振動エネルギーの散逸が小さいため、１サイクル当たりに振動で失う振動エネルギーの割合を内部摩擦係数Ｑ-1、すなわちＱ-1＝Δｆ／（３1/2・ｆ０）で表すことができる。ここで、Δｆは共振曲線の半値幅である。内部摩擦係数Ｑ-1の値が大きい程振動エネルギーの散逸が大きいことになる。その結果を表５〜表６に示す。なお、表中、「α×１０-4」とは、各記載の数値に１０-4を乗じた数値が測定値であることを示す。
【００６９】
＜減衰係数＞
図３および図４に示した装置を用いて測定した。図３は該装置の正面図であり、図４は該装置の側面図である。吊り糸３２、３３、３４によりフード３１内に吊り下げられた試料３０（記録媒体用ガラス基板）を、インパルスハンマー３５で打撃した。その結果、騒音計３６により音圧が捉えられ、音圧の減衰履歴により振動の減衰係数（ダンピング係数）を測定した。減衰係数が大きいと、振動がより早く減衰することになる。その結果を表５〜表６に示す。なお、表中、「α×１０-4」とは、各記載の数値に１０-4を乗じた数値が測定値であることを示す。
【００７０】
【表５】
【００７１】
【表６】
【００７２】
＜フラッタリング特性＞
図５に示した装置を用いて測定した。試料４０（記録媒体用ガラス基板）をエアスピンドルモータ４１によって矢印Ａの方向に高速回転し、試料４０の表面にレーザー振動計４２によりレーザー光を照射した。試料４０の表面で反射する光は、試料４０の上下方向（スピンドルの軸方向）の振動により波長が変化するため、試料４０の１周内のその変化量（振れ量）を測定することにより、その振れ量をフラッタリング特性とした。なお、試料４０の外周から１．５ｍｍの位置を測定点Ｐとし、その結果を表７に示す。表７に示されているように、各回転数についてフラッタリング特性を測定した。
【００７３】
【表７】
【００７４】
上記表７より明らかなように、実施例の記録媒体用ガラス基板は、比較例の記録媒体用ガラス基板に比し、いずれも優れたフラッタリング特性が示された。また、実施例の記録媒体用ガラス基板の表面に磁性膜を形成させたところ、いずれも表面平滑性に優れるものであった。これに対し、比較例５の記録媒体用ガラス基板の表面に磁性膜を形成させたところ、部分的に磁性膜が膨れ上がり、表面平滑性に劣っていた。
【００７５】
したがって、本発明の構成を有する記録媒体用ガラス基板は、優れたフラッタリング特性と表面平滑性を両立させたものであることは明らかである。
【００７６】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【００７７】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７８】
１０ 装置、２０，３０，４０ 試料、２１，３１ フード、２２，２３，３２，３３，３４ 吊り糸、２４ 振動器、２５ 検出器、３５ インパルスハンマー、３６ 騒音計、４１ エアスピンドルメータ、４２ レーザー振動計。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内層の表裏両面を表層で被覆した記録媒体用ガラス基板であって、
前記内層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１０〜１６質量％であるガラス組成を有し、
前記表層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１〜９．９質量％であるガラス組成を有し、かつ
前記内層の特定アルカリ成分の合計量と前記表層の特定アルカリ成分の合計量との差が、０．１質量％以上である、記録媒体用ガラス基板。
【請求項２】
前記内層のヤング率は、前記表層のヤング率より大きい、請求項１記載の記録媒体用ガラス基板。
【請求項３】
前記内層の表面側の前記表層の厚みと前記内層の裏面側の前記表層の厚みとの差は、５μｍ以下であり、かつ前記内層の表面側の前記表層の厚みは、前記記録媒体用ガラス基板の全体の厚みの１／４以下である、請求項１または２記載の記録媒体用ガラス基板。
【請求項４】
前記記録媒体用ガラス基板の直径を６０〜７０ｍｍとし、厚みを０．７〜０．９ｍｍとする場合、回転数１５０００ｒｐｍ時の前記記録媒体用ガラス基板のフラッタリング特性は、５０ｎｍ以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の記録媒体用ガラス基板。
【請求項５】
前記記録媒体用ガラス基板の直径を６０〜７０ｍｍとし、厚みを０．７〜０．９ｍｍとする場合、回転数８０００ｒｐｍ時の前記記録媒体用ガラス基板のフラッタリング特性は、２０ｎｍ以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の記録媒体用ガラス基板。
【請求項１】
内層の表裏両面を表層で被覆した記録媒体用ガラス基板であって、
前記内層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１０〜１６質量％であるガラス組成を有し、
前記表層は、ＳｉＯ2を４０〜７０質量％含み、かつＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏからなる特定アルカリ成分の合計量が１〜９．９質量％であるガラス組成を有し、かつ
前記内層の特定アルカリ成分の合計量と前記表層の特定アルカリ成分の合計量との差が、０．１質量％以上である、記録媒体用ガラス基板。
【請求項２】
前記内層のヤング率は、前記表層のヤング率より大きい、請求項１記載の記録媒体用ガラス基板。
【請求項３】
前記内層の表面側の前記表層の厚みと前記内層の裏面側の前記表層の厚みとの差は、５μｍ以下であり、かつ前記内層の表面側の前記表層の厚みは、前記記録媒体用ガラス基板の全体の厚みの１／４以下である、請求項１または２記載の記録媒体用ガラス基板。
【請求項４】
前記記録媒体用ガラス基板の直径を６０〜７０ｍｍとし、厚みを０．７〜０．９ｍｍとする場合、回転数１５０００ｒｐｍ時の前記記録媒体用ガラス基板のフラッタリング特性は、５０ｎｍ以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の記録媒体用ガラス基板。
【請求項５】
前記記録媒体用ガラス基板の直径を６０〜７０ｍｍとし、厚みを０．７〜０．９ｍｍとする場合、回転数８０００ｒｐｍ時の前記記録媒体用ガラス基板のフラッタリング特性は、２０ｎｍ以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の記録媒体用ガラス基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１２６６２６（Ｐ２０１２−１２６６２６Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８１７１３（Ｐ２０１０−２８１７１３）
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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